コロナ工業株式会社 Metal Design アルプラス アルミと樹脂を一体成形する新技術
01 アルプラスとは

01 アルプラスとは

アルミと樹脂を一体成形する技術です。

通常、アルミ部品と樹脂部品の複合製品はそれぞれ別にプレス、樹脂成形加工され、その各成形された部品をプレス型にてかしめる方法、ツメやネジでとめる方法、または接着剤で固定する方法が一般的でした。

今回、アルミと樹脂を一体成形する技術の開発を行い成功しました(Figure 01)。この技術によりアルミ、樹脂を個別に成形する金型のコスト低減、必要部分だけの一体成形による部品軽量化、接着剤無しによる無臭化と各用途に対応する目的を達成します。

アルミと樹脂の結合サンプル

Fig. 01 アルミと樹脂の一体成形部品

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02 アルプラス処理

02 アルプラス処理

アルマイト(※1)処理とは異なる、弊社独自の表面処理(通称:アルプラス)です。

この技術によりアルミ表面に約40〜100ナノメータの多数のポーラス(※2)(微細孔→Fig. 02)を形成させます。そのアルミ材に形成させた多数のポーラスに、通常のインサートまたはアウトサート型にて溶けた樹脂をポーラスに射出します。樹脂はポーラス内部に食い込み(Fig. 03)、アンカー効果(※3)を発揮してアルミと樹脂を強固に接合します。

アルプラスは接着剤を用いずにアルミと樹脂を強固に接合させる表面処理技術です。

※1:アルマイト

「アルミニウム陽極酸化皮膜」。アルミニウムを酸化させることで形成される表面皮膜のこと。

※2:ポーラス

アルプラス処理によって形成される微細な孔。約40〜100ナノメータでアルミ表面に均一に形成される。

※3:アンカー効果

樹脂などが材料表面の凹凸に侵入し硬化することで、くさびのような働きをし接着性を増す効果のこと。

ポーラスの電子顕微鏡写真

Fig. 02 ポーラスの電子顕微鏡写真

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接着断面の電子顕微鏡写真

Fig. 03 接着断面の電子顕微鏡写真

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03 プロセスの特長

03 プロセスの特長

デジカメキャビのフロー(Fig. 04)

  1. アルミ部品をプレス成形する。
  2. 成形した製品の樹脂接合面に「アルプラス処理」を行う。
  3. インサートまたはアウトサート金型内に成形したアルミ製品を設置し射出成形を行い、樹脂をアルミに一体成形させる。
  4. サンドブラスト、ヘアーラインなどの機械処理及びアルマイト染色、印刷、電着塗装、ダイヤカットなどの処理を組み合わせ、加飾処理を行う。
  5. 出荷検査後、製品完成。

従来の工程との大きな違いは

  • プレス成形の工程で、足やツメのための工程を6〜10工程短縮できます。
  • 樹脂パーツを個別に製作する必要がなくなります。
  • 接着剤が不要となります。
  • ツメやネジ留めなどの工程が短縮できます。

などによって大幅な工程短縮、金型削減を実現でき、作業負担を軽減します。

デジカメキャビの工程例

Fig. 04 デジカメキャビの工程例

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自動車内装部品のフロー(Fig. 05)

  1. 体裁面に弊社加飾処理(機械処理、プリント仕上げ等)を行う。
  2. プレス成形する。
  3. 成形した製品の樹脂接合面に「アルプラス処理」を行う。
  4. インサートまたはアウトサート金型内に成形したアルミ製品を設置し射出成形を行い、樹脂をアルミに一体成形させる。
  5. 出荷検査後、製品完成。

従来の工程との大きな違いは

  • プレス成形の工程で、かしめの工程を6〜10工程短縮できます。
  • 樹脂パーツを個別に製作する必要がなくなります。
  • 接着剤が不要となります。

デジカメキャビ同様、大幅な工程短縮、金型削減を実現できます。

自動車内装部品の工程例

Fig. 05 自動車内装部品の工程例

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04 アルプラス処理のポイント

04 アルプラス処理のポイント

使用する樹脂の性質に合わせ、ポーラス層の膜厚及び孔の大きさを調整することにより、密着強度を引き出します。また、複雑な形状でもポーラスを均一に形成させることにより密着強度の安定を図ります。